Двойной электрический слои сжатие

Теоретические представления о причинах, обусловливающих устойчивость лиофобных золей, получили дальнейшее развитие в работах Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау. Согласно теоретическим воззрениям и экспериментальным данным Дерягина, пленка жидкости, заключенная между двумя погруженными в нее твердыми телами, оказывает на них расклинивающее давление и тем самым препятствует их сближению. Действие быстро возрастает с утончением пленки и в большой степени понижается от присутствия электролитов. С этой точки зрения коагуляции частичек препятствует расклинивающее действие разделяющих их пленок. Введение электролитов в золь приводит к изменению двойного электрического слоя, сжатию его диффузной части и изменению прочности разделяющих частицы пленок и, тем самым, к нарушению стабильности золя. Стройно развитая математическая теория стабильности и коагуляции Дерягина и Ландау приводит к строгому физическому обоснованию правила валентности Шульце — Гарди и вместе с тем подводит физическую основу под эмпирические закономерности, обнаруженные Оствальдом. [c.341]

Коллоидные частицы, находясь в беспрерывном броуновском движении, могут сблизиться на расстояние, допускающее слияние их водных оболочек при условии, когда двойной электрический слой сжат настолько, что и противоионы находятся внутри водных оболочек (в основном). Электронейтральные частицы при столкновениях слипаются, образуя более крупные агрегаты частиц, которые под действием силы тяжести оседают на дно сосуда. В устойчивых золях у частиц есть не только электрические заряды, но и достаточно толстый диффузный слой, по сравнению с толщиной водной оболочки. [c.87]

Если же есть избыток нейтральной соли, двойной электрический слой сжат до предела. Это эквивалентно случаю, когда адсорбционный слой заполнен нейтральными молекулами ПАВ. Тогда применение уравнения (43) дает значения адсорбции, хорошо согласующиеся со значениями, полученными экспериментально (например, по методу радиоактивных индикаторов). На межфазной поверхности вода—углеводород величина адсорбции, рассчитанная по данным межфазного натяжения (по уравнению 42), в некоторых случаях удовлетворительно согласуется с экспериментальным значением также и в отсутствие нейтральной соли. [c.101]

Вопрос о приложимости той или иной формы уравнения Гиббса для расчета адсорбции ионогенных ПАВ на поверхностях раздела раствор—воздух и раствор—углеводород до настоящего времени окончательно пе решен. Это связано с тем, что при адсорбции поверхностно-активного электролита на поверхности растворов возникает двойной электрический слой ионов. Переход длинноцепочечных ионов из объема в поверхностный слой связан с преодолением сил электрического отталкивания со стороны одноименно заряженной обкладки ионов. Если же в растворе имеется избыток ПАВ, то двойной электрический слой сжат до предела. [c.38]

Принимая во внимание, что коагуляция происходит в результате уменьшения потенциала (нейтрализационная) и сжатия диффузной части двойного электрического слоя (концентрационная), можно считать, что при введении электролита меняются только потенциал диффузного слоя и величина обратная толщине его Икр. Подставляя соотношение (VI. 115) в (VI. 113), найдем [c.334]

Как было указано выше, концентрационная коагуляция обусловлена сжатием двойного электрического слоя в результате увеличения ионной силы раствора. Этот вид коагуляции наблюдается [c.335]

Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]

Пептизация путем промывания осадка применяется в том случае, когда на поверхности частиц в осадке есть двойные электрические слои, но они сжаты вследствие большой концентрации электролита. При промывании такого осадка водой концентрация электролита в нем уменьшится, двойные слои увеличат свою толщину силы электростатического отталкивания между частицами будут действовать на более далеких расстояниях и вызовут коллоидное растворение осадка. [c.79]

Порог коагуляции. Минимальное количество электролита, вызывающее появление хлопьев, называется порогом коагуляции у у выражается в ммоль/л н соответствует сжатию двойного электрического слоя до той степени, когда он перестает служить энергетическим барьером, предохраняющим частицы от слипания. [c.86]

Гидратация ионов, как известно, уменьшается с увеличением истинного радиуса ионов. Снижение гидратации ионов должно способствовать сжатию двойного электрического слоя, так как гидрат-ная оболочка уменьшает электростатическое взаимодействие между противоионами и поверхностью твердой фазы. [c.186]

Первый случай рассмотрен при обсуждении теорий Гуи — Чэпмена и Штерна. Очевидно, по мере увеличения содержания в системе такого электролита толщина двойного электрического слоя стремится стать равной толщине адсорбционного слоя за счет сжатия диффузного слоя. В результате -потенциал понижается, пока не станет равным нулю, что будет отвечать так называемому изоэлектрическому состоянию системы. [c.191]

Различен и механизм обоих явлений. Коагуляция золей происходит обычно в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда на поверхности частицы, являющегося в этом случае основным фактором устойчивости. Выделение же из раствора полимера при добавлении электролита объясняется уменьшением растворимости высокомолекулярного вещества в концентрированном растворе электролита. По аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных веществ такое выделение высокомолекулярного вещества из раствора можно называть высаливанием. Дебай считает, что при высаливании молекулы растворенного вещества вытесняются из электрического поля введенных ионов, которые связываются с полярными молекулами растворителя. Таким образом, высаливание принципиально не отличается от выделения высокомолекулярного вещества из раствора при добавлении к последнему нерастворителя. Как правило, высаливающее действие ионов изменяется соответственно тому порядку, в каком они стоят в лиотропном ряду. Так, катионы по мере уменьшения их высаливающего действия могут быть расположены в ряд [c.466]

Пептизации путем промывания растворителем подвергают осадки, которые были получены в присутствии значительного избытка одного из реагентов. В этом случае на частицах осадка имеется двойной электрический слой, но он сильно сжат за счет высокой концентрации электролита. При таком состоянии ДЭС кулоновские силы отталкивания между частицами осадка не проявляются. Для восстановления сил электростатического отталкивания частиц и нормальной структуры ДЭС необходимо понизить концентрацию электролита в осадке. С этой целью осадок на фильтре промывают [c.418]

Концентрационная коагуляция наблюдается е золях с высоким ф-потенциалом частиц при увеличении концентрации электролита, т. е. ионной силы раствора. Этот механизм коагуляции осуществляется при действии индифферентных электролитов, не способных к специфической адсорбции. Добавление таких электролитов не изменяет величину ф-потенциала во внутренней обкладке двойного слоя. В этом случае коагуляцию вызывают электростатический эффект сжатия двойного электрического слоя и связанное с ним умень-щение -потенциала (см, рис. 25.3 27,5). Сжатие диффузного слоя является следствием двух причин I) перемещения части противоионов из диффузного слоя в адсорбционный слой, что ведет к дополнительной компенсации -потенциала 2) подавления диффузии противоионов и уменьшения размытости диффузного слоя за счет увеличения ионной силы дисперсионной среды. Этот фактор является преобладающим для систем с сильно заряженными частицами. [c.433]

Предполагается, что масляные капли в эмульсиях обладают поверхностным зарядом и окружены слоем противоионов. Обращение эмульсии связывается с действием ионов на двойной электрический слой. В результате сжатия двойного электрического слоя ослабляются силы отталкивания между капельками и они слипаются, заключая между собой воду. Таким образом, вода оказывается дисперсионной средой. [c.186]

Электростатическая теория коагуляции основана на представлении о двойном электрическом слое. Считают, что при добавлении электро-лита в золь обилий заряд поверхности частички не уменьшается, но в результате сжатия двойного электрического слоя снижается -по-тенциал до критического значения, при котором золь становится неустойчивым. Поэтому стабильность золя понижается, ион коагулирует. [c.90]

Коагуляция лиофобных систем обычно происходит в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда, являющегося для данных систем основным фактором устойчивости. Выделение из раствора высокополимера при добавлении большого количества электролита объясняется уменьшением растворимости высокомолекулярного вещества в концентрированном растворе электролита. [c.364]

Само по себе ядро мицеллы нерастворимо в данной среде и, следовательно, не сольватировано. Ионы, адсорбированные на поверхности ядра, и противоионы двойного электрического слоя сольватированы (рис. 126). Благодаря этому вокруг ядра создается ионно-сольватная оболочка. Толщина ее зависит от распределения ионов двойного слоя чем больше противоионов находится в диффузном слое, тем больше и толщина сольватной оболочки. Сжатие двойного слоя уменьшает степень сольватации ионов. В изоэлектрическом состоянии (дзета-потенциал равен нулю) сольватная оболочка вокруг ядра предельно тонка (порядка Ю м). Такие тонкие слои не защищают мицеллы от слипания при столкновении, в результате начинается агрегация частиц. Толщина сольватных слоев в устойчивых золях значительно больше и достигает 10 м. [c.327]

Все факторы коагуляции, рассмотренные в ранних теориях, приводят к перестройке двойного электрического слоя, при котором происходит его сжатие. Физическая теория коагуляции объясняет, почему сокращение толщины двойного слоя вызывает коагуляцию. [c.332]

Механизм коагуляции лиофобных коллоидов и нарушения устойчивости ВМС различны. Коагуляция золей происходит обычно в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда на поверхности частицы, являющегося в этом случае основным фактором устойчивости. Выделение из раствора ВМС при добавлении электролита объясняется уменьшением растворимости ВМС в концентрированном растворе электролита. Поэтому по аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных [c.368]

При быстром введении в исходный золь электролита в количестве, достаточном для перезарядки поверхности, коагуляция вообще не происходит. Это вызывает появление второй зоны устойчивости золя. Еще большее увеличение содержания электролита в дисперсионной среде приводит к сжатию диффузных частей двойных электрических слоев, что снова уменьшает значение электрокинетического потенциала и вместе с тем приводит к снижению устойчивости золя появляется второй порог коагуляции (точка Сз, рис. X—20) и вторая зона коагуляции золя, с четко выраженной областью быстрой [c.296]

Таким образом, теории Гельмгольца и Гуи—Чапмена рассматривают два крайних случая строения двойного электрического слоя сжатую до монослоя ионную обкладку, что близко к действительной картине в концентрированных растворах при больших зарядах электрода, и диффузную ионную обкладку двойного слоя, что в первом ириилижении справедливо для разбавленных растворов и расстояний от электрода, заметно больших, чем размеры гидратированных ионов. [c.68]

Первый член правой части уравнения (535) представляет собой постоянную величину. Если в растворе кислоты имеется избыток постороннего электролита, то это приводит к сжатию и стабилизации диффузной части двойного электрического слоя, причем i onst. В этом случае, объединяя постоянные величины и полагая = 0,5, можно упростить уравнение (535) [c.254]

В соответствии с теорией ДЛФО добавление эаектролнта в хяисперсную систему вызывает сжатие двойного электрического слоя у частиц, вследствие чего они могут подойти друг к другу на расстояния, на которых преобладают силы притяжения. Уменьшение толщины двойного слоя сопровождается обменом противоионов этого слоя на вызывающие коагуляцию ионы электролита, Сжатие двойного электрического слоя происходит как за счет уменьшения потенциала в результате специфической адсорбции нонов добавленного электролита на поверхности частиц, так и благодаря ограничению диффузии противоионов в раствор в связи увеличением ионной силы раствора. По преобладанию того нли иного механизма процесса коагуляции различают нейтрализаци-онную и концентрационную коагуляцию. Области преимущественного действия механизмов коагуляции можно оценить с помощью теории ДЛФО. [c.333]

Коагуляция лиофобных дисперсных систем может происходить в результате различных внешних воздействий, например при механичес1юм воздействии (ультразвука), действии электрического поля, при нагревании или замораживании системы. Коагуляция лиофобных золей может быть вызвана также их сильным разбавлением или концентрированием. Наиболее часто коагуляция дисперсных систем происходит при добавлении электролитов. Различают два типа электролитной коагуляции коллоидных систем 1) нейтрализационную, происходящую в результате снижения поверхностного потенциала частиц 2) конпен-трационную, протекающую вследствие сжатия диффузной части двойного электрического слоя (потенциал поверхности в этом случае не изменяется). [c.162]

Концентрационная коагуляция происходит при увеличении содержания индифферентного электролита в дис[1ерсной системе. Как уже отмечалос1з ири рассмотрении двойного электрического слоя, с ростом концентрацни электролита в дисперсионной среде происходит сжатие диффузной части ДЭС и снижение величины потенциального барьера. Одновременно в результате сжатия диффузного слоя увеличивается также глубина второго минимума, что приводит к возрастанию вероятности дальней агрегации. Порог концентрационной коагуляции зависит от валентности г и в случае шдрофобных поверхностей для одно-, двух- и трехзарядных противоионов относится как 1 64 729. [c.73]

Теоретическое обоснование изменения при действии щелочи дано в работе И. А. Ускова и Е. Т. Усковой [88] по измерению электрокинетического потенциала на поверхности частиц бентонита в растворе NaOH. В интервале малых концентраций щелочь вызывает рост гидратации частиц глин вследствие увеличения толщины двойного электрического слоя, обусловливающего повышение величины электрокинетического потенциала. С ростом концентрации щелочи в, растворе происходит сжатие двойного электрического слоя, что облегчает коагуляционные процессы и, следовательно, снижение /Сз- [c.60]

Из всего вышесказанного не следует делать вывод о том, что основная причина коагуляции заключается в достижении некоторого постоянного для всех случаев критического дзета-потенциала. Исследования последних лет, проведенные советскими учеными В. В. Дерягиным и его сотрудниками, показали, что коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредственном уменьшении сил отталкивания между коллоидными частицами через понижение дзета-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного электрического слоя и сжатие диффузной его части, обусловленное прибавлением электролита-коагулянта, влечет за собой понижение расклинивающего действия гидратных (сольватных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. Иными словами, необходимое для коагуляции данного золя понижение расклинивающего действия (или давления) сольватных оболочек достигается уменьшением диффузного слоя противоионов, что ведет к соответствующему понижению величины дзета-потен-адиала. [c.371]

В случае ионогенных ПАВ в дополнение к дегидра-таци 1 действует фактор, связанный с изменением состояния двойного электрического слоя, образованного на поверхности ионами адсорбированного ПАВ. При введении электролитов повышается ионная сила раствора и происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя, в результате чего часть противоионов входит в плотный штерновский слой, т. е. происходит понижение эффективной степени диссоциации поверхностно-активного электролита. Благодаря этому понижается электростатическое отталкивание, препятствующее вхождению поверхностно-активных ионов в одноименно заряженный адсорбционный слой. [c.24]

На процесс коагуляции существенное влияние оказывает солевой состав воды. Анионы слабых кислот обусловливают емкоси, буфера, способствуя гидролизу коагулянта. Катионы могут изменять заряд коллоидных частиц. Например, в жестких водах отрицательно заряженные коллоиды за счет адсорбции ионов кальция и магния могут приобрести положительный заряд. При значениях рН>7 этот заряд может нейтрализоваться ионами 804 из сернокислого алюминия, а ион алюминия будет полностью гидролизоваться до Л (ОН)з. Доза коагулянта в этом случае будет меньше, чем при коагуляции глинистой взвеси с отрицательно заряженными частицами. Следовательно, ион-партнер 504 оказывает суще ственное влияние на процесс коагуляции в водах с повышенной жесткостью. С добавлением в воду коагулянта у частиц происходит сжатие двойного электрического слоя, способствующее сближению их на такое расстояние, где проявляются межмолекулярные силы притяжения, и частицы укрупняются. [c.143]

Наглядно изменение -потен-циала при введении в систему все увеличивающихся количеств индифферентного электролита показано на рис. VII, 10. При до-статочно больших концентрациях электролита диффузный слой может сжаться до моноионного слоя, и двойной электрический слой, таким образом, превратится в слой Гельмгольца — Перрена. Понятно, что поскольку этот слой будет находиться ближе к стенке, чем плоскость скольжения, -потенциал будет равен нулю. [c.179]

Как уже было показано, индифферентные электролиты не могут сколько-нибудь существенно изменить общий гкачпк пптен-циала коллоидных частиц, а электрокинетический потенциал такие электролиты в общем случае снижают в результате увеличения/ концентрации противоионов и сжатия двойного электрического/ слоя. [c.191]

При пользовании схемами строения мицелл и их формулами следует помнить, что мицелла лиозоля не является чем-то раз и навсегда сформированным, а может претерпевать самые различные изменения. Так, при введении индифферентного электролита в золь происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя, а следовательно, радиус мицеллы уменьшается. При этом противоионы, находящиеся в диффузном слое, проникают за плоскость скольжения и в результате п — х) возрастает, а х уменьшается. При достаточном йоличёстве индифферентного электролита ионы диффузного слоя могут полностью перейти в адсорбционный слой и частица окажется лишенной заряда. При этом, например, мицелла золя Agi, для которой стабилизатором является KI, будет иметь вид [c.244]

Было также установлено, что для начала коагуляции необхо димо пр ысить некоторую минимальную концентрацию электролита в золе. Эта величина (у), получившая название порога коагуляции и обычно выражаемая в ммоль/л или мг-экв/л, очевидно, отвечает сжатию двойного электрического слоя до той степени, когда он перестает служить энергетическим барьером, предохраняющим частицы от слипания под действием молекулярных сил притяжения. Ниже в качестве примера приведены пороги коагуля-. ции некоторыми электролитами золя сульфида мышьяка с отрицательно заряженными частицами (по Фрейндлиху) [c.287]

Концентрационная коагуляция наблюдается обычно у золей с сильно заряженными частицами при увеличении концентрации тдиффе Тного электролита в системе. Это обстоятельство пойбляет в пер м приближении вовсе не учитывать возможное изменение фо-потенциала при различного рода адсорбционных или десорбционных явлениях. Единственной причиной коагуляции системы в этом случае является, согласно теории ДЛФО, чисто электростатический эффект сжатия двойного электрического слоя.. [c.292]

При прибавлейии к системе индифферентного электролита происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя и толщина ионных атмосфер уменьшается. Одновременно также в результате сжатия ионного слоя увеличивается глубина вторичного потенциального минимума, что приводит к возрастанию вероятности дальней агрегации. Изменение формы потенциальных кривых парного взаимодействия частиц при увеличении содержания индифферентных электролитов в системе показано на рис. IX, 13. [c.293]

Когда потенциал фо частиц невысок, устойчивость золя зависит от значения птзнтшя.пя ппвррунпгтн, а адсорбционные явления определяют коагуляционный процесс этим, как мы видели, объясняется правило Эйлерса — Корфа. Для объяснения коагуляции золя с сильно заряженными частицами теория ДЛФО исходит уже из цредставлений о сжатии двойного электрического слоя, согласно которым объясняется правило Шульце — Гарди. Существенно, что оба правила приложимы к золям одной и той же природы, а иногда и при одинаковом составе электролита. [c.295]

Некоторое повышение потенциала при введенйи небольших количеств хлорида натрия наблюдали и другие исследователи (Гаузер и Бендер, Марон с сотр.). Причина подобного явления заключается, возможно, в адсорбции глобулами анионов, присутствующих в системе. Падение потенциала при повышении концеитрации хлорида натрия объясняется, конечно, сжатием двойного электрического слоя. Этим же объясняется и резкое снижение потенциала при введении хлоридов кальция и алюминия. Прибавление больших количеств хлорида алюминия, как можно видеть на рисунке, ведет к перезарядке глобул. [c.384]

Особенности образования первого слоя ионов в жидкости отражены в его названии — адсорбционный слой. За пределами адсорбционного слоя начинается диффузный слой. Диффузный слой, по теории Штерна, обладает теми же свойствами, что и диффузный слой Гуи —Чапмена повышение концентрации электролитов приводнт к его сжатию, причем способность ионов сжимать диффузный слой возрастает с увеличением их валентности. Строение двойного электрического слоя в соответствии с теорией Штерна показано на рис. 36. [c.92]

Уменьшение значений Umax и 1/х, вследствие сжатия двойного электрического слоя при повышении концентрации электролита, приводит к уменьшению фактора замедления коагуляции, т. е. возрастанию скорости коагуляции до величин, соответствующих уравнению Смолуховского (IX—35), или даже выше, поскольку в схеме, положенной в основу рассмотрения процесса быстрой коагуляции, не учитывается возможность существования дальних сил притяжения между частицами. Фактор замедления коагуляции может, до некоторой степени условно, трактоваться как коэффициент, описывающий эффективность столкновений при наличии потенциального барьера доля частиц, имеющих малую энергию , как бы отражается . от этого барьера. Однако следует иметь в виду, что длина свободного пробега частицы в гидрозоле значительно меньше ширины потенциального барьера поэтому правильнее говорить, что частицы преодолевают барьер не из-за высокой кинетической энергии ( по инерции ), а вследствие того, что они постепенно перебираются через барьер в результате многих последовательных флуктуаций. [c.266]

Добавление электролита в систему ведет к сжатию двойного электрического слоя и соответственно сужению области действия сил электростатического отталкивания. Вследствие этого возрастает роль межмолекулярного притяжения и дестабилизирующее влияние броуновского движения частиц. В итоге введение электролита вызывает потерю системой агрегативной устойчивости иадение устойчивости выражено тем более резко, чем сильнее поджаты двойные электрические слои, т. е. чем выше концентрация электролита. [c.297]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология